中評社北京1月12日電／中國國防科技信息網綜合報道，美國伊利諾伊大學機械科學與工程學科教授尼古拉斯•方(Nicholas Fang)領導的研究團隊日前成功演示驗證了一種聲學“隱身衣”，這種“隱身衣”能夠使水下物體在聲呐和其他超聲波面前實現“隱身”。
讓某種材料將聲波包圍在物體周圍，而不是去反射或是吸收聲波，這種材料已經在多年之前便被證明在理論上是可行的，但是這一概念在現實中的實現卻成為了一種挑戰。尼古拉斯•方教授的研究團隊在《物理評論快報》上發表了一篇文章，文章詳細描述了該團隊的研究成果，研發出的樣機能夠使物體在多種類型的聲波面前實現隱身。
這種“隱身衣”採用負折射率材料制成，負折射率材料由人工合成而來，通過研究團隊精心設計的工程結構從而使自身的屬性進一步增強。尼古拉斯•方教授帶領的研發團隊設計出一種二維的圓柱形“隱身衣”，這種“隱身衣”由16個聲學線圈的同心圓環構成，這種結構能夠對聲波產生導向作用。每個圓環都有不同的折射率，這意味著聲波在從外環向內環的傳播過程中，其傳播速度會被改變。
對此，尼古拉斯•方教授解釋稱，“基本上目前這個所謂的‘隱身衣’是由一系列的空腔陣列通過通道連接而成。當聲波在通道內傳播的時候，這些空腔能夠將聲波的速度降低。隨著聲波逐漸向內層圓環方向傳播，其速度會越來越快。”由於速度的提高需要能量，隨著能量的損耗，聲波只能通過圓環通道的導向而沿著“隱身衣”的外環傳播。
研究人員拿了一個鋼制圓筒來對“隱身衣”的性能進行試驗。研究人員將該鋼制圓筒放入水箱，圓筒的一側放置超聲波聲源，另一側放置一個傳感器，然後再將圓筒置於“隱身衣”中，觀察到圓筒的聲呐信號最終消失。為了明確被隱身物體的自身結構在“隱身衣”環境中是否也有影響，研究人員還對不同形狀、不通密度的其他物體進行了試驗。試驗結果表明，被隱身物體的結構對於隱身效果來講並無關係，不同形狀物體的隱身效果相近。一旦物體被“隱身衣”覆蓋或包圍，那麼其散射效應或陰影效應則被極大減弱。
尼古拉斯•方教授團隊研究出的“隱身衣”的一大優點是其所能夠屏蔽聲波的波長範圍十分廣泛，該“隱身衣”能對頻率在40千赫到80千赫之間的超聲波實現聲學隱身，隨著未來理論的進一步完善，該“隱身衣”所能夠覆蓋的頻率範圍將達到數十兆赫以上。
研究人員下一步計劃拓展這種隱身技術的應用，從軍方的秘密行動到衛生保健領域隔音。如醫療中普遍應用的超聲及聲波成像技術，如用負折射率材料制成的綳帶或防護罩就可以有效遮蔽干擾。 |
